JP6770816B2 - 部材の接合方法およびその方法により作製される光学素子 - Google Patents
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Description
第1の部材および第2の部材としては、例えば、水晶と水晶、ガラスとガラス、樹脂と樹脂のように同種を接合するのでもよく、また、水晶、ガラスおよび樹脂から異種の物を選んで接合するのでもよい。このような第1の部材および第2の部材から構成される光学素子としては、具体的には、レンズ、プリズム、DVDやブルーレーザの読取装置に用いられる波長板、偏光板、液晶パネル、液晶パネル用のバックライト、プロジェクタの光学系、携帯電話の液晶パネル、有機ELパネル、太陽電池パネル、自動車の燃料電池の成形用金型の離型剤貼り付け、レンズ成型用型の離型剤貼り付け、等幅広く応用される。図4(a)は、光学素子がフィルム1とガラス2、(b)は、フィルム1aとフィルム1b、(c)は、ガラス2aとガラス2b同士を接合する場合の模式図をそれぞれ示す。
本発明の好ましい1つの実施形態においては、上記のような光学素子を作製するために選択されたガラス、樹脂、水晶のいずれかで形成された第1の部材および第2の部材のうち少なくとも一方の部材の表面に水酸基が存在するように、親水化処理(表面改質)を施す。なお、表面改質させる面は、平面度が高い部材が望ましい。
次に、第1の部材および第2の部材の接合面の少なくとも一方の面を表面改質した後、両部材間にベタイン構造単分子を配置する。ベタイン構造単分子とは、正電荷と負電荷を同一分子内の隣り合わない位置に持ち、正電荷をもつ原子には解離しうる水素原子が結合しておらず(四級アンモニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどのカチオン構造をとる)、分子全体としては電荷をもたない化合物(分子内塩)の総称であり、自然界では植物や海産物などに広く存在する物質で、食品添加物や化粧品の保湿剤として使用されている。慣用名ではこれらをベタインと総称していて、代表的な化合物としては、C5H11NO2の化学式で表されるトリメチルグリシン、グリシンベタインが知られている。その構造式は下記のとおりである。
その後、表面が改質され、ベタイン構造単分子が配置された、ガラス、樹脂、水晶のいずれかで形成された2つの部材の表面同士を密着させた後に、図3に示すように、これを平面板からなる加圧部材4、5間に配置する。加圧部材としては、面精度が高い金属平面板あるいは面精度が高く弾性を有する部材を選択することができる。
本発明の方法は、ポリカーボネイトのフィルムとガラスだけではなく、フィルム同士、ガラス同士、あるいは異なる種類のフィルムとの接合にも採用することが可能である。
接合する部材の組み合わせの他の好適例としては、次のものがある。
(a)樹脂フィルムとガラス基板の接合
(b)樹脂フィルムと水晶基板の接合
樹脂フィルムとガラス基板の接合は、フィルムの光学素子の板厚を調整する場合に適用される。例えば、フィルム単体では0.05mm程度であるが、0.5mmのガラス基板を接合すれば0.55mmとなり、剛性も得られる。光学素子は、位相差板や偏光板である。また液晶パネルや、パネルとブラックライトの接合部材、プロジェクタの光学系、携帯電話の液晶パネル、有機ELパネル、太陽電池パネル等に用いられる。
本発明は、2つの部材を、接着剤、接合膜等を用いることなく、透過率、耐湿性を維持したまま接合することが可能となる光学素子の製造方法及びその方法を用いて製造した光学素子を提供することができる。マクロの厚さを有する接着剤層を用いた従来技術と比較して、ベタインは単分子で配置されるため、光学的特性に悪影響を及ぼすことはほぼなく、第1の部材と第2の部材の接合部は、外観上、接着剤や粘着材を用いた場合に見られる接着層がなく、歪みなどが生じていないという特徴がある。
2:ガラス
3:接合体(光学素子)
4、5:加圧部材(平面板)
Claims (6)
- 樹脂、ガラスまたは水晶からなる第1の部材および樹脂、ガラスまたは水晶からなる第2の部材を接合する方法であって、
両部材の接合面の少なくとも一方に紫外線またはプラズマを照射して表面改質し、
前記照射後、両部材の間にベタイン構造単分子を配置し、
両部材の前記接合面同士を接触させ、
両部材の前記接合面を加熱および加圧することを特徴とする部材の接合方法。 - 前記接合面の加熱および加圧を真空中で行うことを特徴とする請求項1に記載の部材の接合方法。
- 前記ベタイン構造単分子は、
慣用名では、グリココールベタイン、α-アールレイン、ロラミンAMB-13、ルブリンC、アブロミン、グリシルベタイン、トリメチルグリココール、オキシニューリン、オキシノイリン、グリシンベタイン、リシン、トリメチルグリシンから選択された少なくとも一つであり、
体系名では、2-(トリメチルアミニオ)酢酸アニオン、N,N-ジメチル-N-(カルボキシラトメチル)メタンアミニウム、トリメチルアミニオアセタート、N,N,N-トリメチルアミニオアセタート、カルボキシラトメチルトリメチルアミニウム、カルボキシラト-N,N,N-トリメチルメタンアミニウム、N,N,N-トリメチルカルボキシラトメタンアミニウム、(カルボキシラトメチル)トリメチルアミニウム、N,N-ジメチル-N-カルボキシラトメチルメタンアミニウム、α-カルボキシラト-N,N,N-トリメチルメタンアミニウム、2-オキソ-2-オキシラト-N,N,N-トリメチルエタンアミニウム、N,N,N-トリメチル-2-オキシラト-2-オキソエタンアミニウム、(トリメチルアミニオ)酢酸アニオン、(トリメチルアミニオ)アセタート、カルボキシラトメチルトリメチルアンモニウム、(2-オキソ-2-オキシラトエチル)トリメチルアミニウムから選択された少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載の部材の接合方法。 - 前記紫外線の波長は、200nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の部材の接合方法。
- 前記加熱温度は、50〜150℃であることを特徴とする請求項1に記載の部材の接合方法。
- 前記加圧力は、1〜10MPaであることを特徴とする請求項1に記載の部材の接合方法。
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